现代制造工程技术实践 第2版 教学课件 作者 宋昭祥 主编第三篇第十二章.ppt

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1、第十二章　切削加工过程自动化第一节　切削加工过程自动化的发展第二节　刚性自动化第三节　柔性自动化与柔性制造系统第四节　计算机集成制造系统与无人化工厂第五节　机械手与工业机器人第一节　切削加工过程自动化的发展表3-12-1机械制造自动化发展的四个阶段阶段名称引入的新技术特征机械制造学科发展与制造系统科学相关背景发展与成熟的年代(20世纪)第一阶段传统的机械制造自动化自动化单机自动生产线●继电器程序控制●组合机床●●●刚性●高生产率●●●传统的机械设计与制造工艺方法●40～50第二阶段现代机械制造自动化数控机床加工中心●数控技术(NC)●计算机数控(CNC)●

2、灵活性●工序集中●●●电子技术/数字电路●计算机编程技术50～70(NC)70～80(CNC)第三阶段柔性制造系统柔性生产线●CAD●机器人(Robot)●CAM●成组技术(GT)●DNC、FMS●FMT(或FML)●柔性与效率的理想结合●●计算机几何图形技术●离散事件系统理论、方法与仿真技术●车间生产计划与控制●计算机控制与通信网络第四阶段计算机集成制造系统●CAD/CAM集成●CAPP●生产管理与调度(MRPⅡ)●自动化加工系统●信息技术●仿真技术与车间动态调度●全盘自动化、最优化、智能化，分布通信网络支持全厂范围的信息处理●●设计、工艺、计划、制造集

3、成的信息处理●人工智能/智能制造●组织学●决策支持●全厂范围分布式网络通信与数据资源共享第二节　刚性自动化刚性自动化是在机械化的基础上形成的。这种自动化的控制系统主要是靠凸轮、挡块、分配轴、弹簧等机构来实现的。它包括各种自动化机床(如单轴纵切自动车床、单轴转塔自动车床、多轴自动车床等)、自动生产线(刚性制造系统)等。自动机床是指能完成自动循环的机床。它的自动控制系统是通过机械式的控制机构实现程序控制的，而且是固定不变的。如果改变加工对象，则需要新设计控制系统。自动机床适用于大量生产形状不太复杂、精度较低的小型零件。其特点是生产率很高，改善了劳动条件，但生产

4、准备周期较长，不能适应多品种、小批量生产自动化的需要。自动生产线(TransterMachines)是按既定工艺顺序排列的若干台自动机床，用传送装置和控制系统联系起来，使工件自动地依次经过各个加工工位进行加工的连续作业线，也称刚性制造系统(FixedSystems)。它的加工对象是固定不变的，因而大多数自动线是专用自动线，在汽车、拖拉机、轴承等制造业中广泛使用。第三节　柔性自动化与柔性制造系统(1)柔性制造单元(FMC)FMC是由一台配有一定容量的工件自动更换装置的加工中心组成的生产设备，按工件储存量的多少独立持续地自动加工一组不同工序与加工节拍的工件。(

5、3)柔性自动线(FML)柔性自动线是一般针对某种类型(族)零件，带有专业化生产或成组化生产的特点。三柔性制造系统（FMS）一、FMS的产生和发展柔性制造系统（FlexibleManufactureSystem——FMS）系指具有柔性且自动化程度高的制造系统。它集数控技术、计算机技术、机器人技术及现代生产管理技术为一体的现代制造技术。FMS被定义为：“柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统等组成的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，以适应多品种、中小批量生产”。二、柔性制造系统的分类1．柔性

6、制造单元（FMC），2．柔性制造系统（FMS），3．柔性制造线（FML），4．柔性制造工厂（FMF）三、FMS的构成：（1）加工系统、（2）运储系统、（3）计算机控制系统、（4）系统软件多级递阶计算机控制系统，如图14-6所示。图14-7是一个典型的柔性制造系统示意图。FMS的效益（1）有很强的柔性制造能力（2）提高设备利用率（3）减少设备成本与占地面积（4）减少直接生产工人，提高劳动生产率（5）减少在制品的数量，提高对市场的反映能力（6）产品质量提高由于FMS自动化水平高，工件装夹次数和要经过的机床数减少，夹具的耐久性好。（7）FMS可以逐步地实现实施计

7、划(4)柔性制造工厂(FMF)柔性制造工厂是由各种类型的数控机床或加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统、柔性自动线等组成，完成工厂中全部机械加工工艺过程(零件不限于同族)、装配、油漆、试验、包装等，具有更高的柔性。第四节　计算机集成制造系统与无人化工厂1)计算机辅助经营和生产管理系统。2)计算机辅助产品设计/制造等开发系统。3)自动化制造加工系统。4)计算机辅助储运系统。5)全厂质量控制系统。6)数据库与通信系统。图3-12-4CIMS的主要组成部分第五节　机械手与工业机器人在机械制造自动化的发展进程中，机械手和工业机器人日益成为生产机械化和自动化的重要组

8、成部分。它不仅能减轻人们的体力劳动，尤其能代替人们在危险、有害的条